氧化銦復合納米材料的制備及其氣敏性能研究.pdf

1、氧化銦(In2O3)作為一種優(yōu)異的n型半導體材料，廣泛的應用于氣體傳感器等領域。為提升材料性能，通常采用調(diào)控材料結構、組成及形貌的方法。本論文一方面將氧化銦與石墨烯復合，制備出具有室溫響應的復合氣敏材料;另一方面采用模板法，制備出了金負載的三維有序大孔結構(3DOM)氧化銦，并研究了其對乙醇的氣敏性能。主要工作如下:
　　1.氧化銦-還原石墨烯(In2O3-rGO)復合納米材料的制備及其在室溫下對NO2氣敏性能的研究。首先，通過改

2、進的Hummers的方法制備氧化石墨烯，進而通過水熱法使氧化銦納米粒子生長在氧化石墨烯上，最后還原得到In2O3-rGO復合材料，并在室溫下測試其對NO2的氣敏性能。采用透射(TEM)、原子力顯微鏡(AFM)、X射線光電子能譜(XPS)、拉曼光譜(Raman)、X射線衍射(XRD)、紅外(FTIR)等手段對In2O3-rGO進行了詳細的表征。所制備的氧化石墨烯具有單層結構，復合材料表面氧化銦粒子分散均勻，粒徑約為10nm。經(jīng)水熱及還原處

3、理后，氧化石墨烯的還原程度增加。對不同石墨烯摻雜量的復合材料進行氣敏測試，當石墨烯摻雜量為0.72％時，氣敏性能最佳。在室溫條件下，其對30 ppm NO2氣體靈敏度達8.25，對其響應時間及恢復時間分別為4min和24 min，且對NO2氣體具有優(yōu)異的選擇性。最后分析了In2O3-rGO對NO2的氣敏響應機理。
　　2.金負載三維有序大孔結構氧化銦(Au-3DOM In2O3)的制備及其對乙醇氣體的氣敏性能研究。以聚甲基丙烯酸甲

4、酯(PMMA)球為模板，In(NO3)3為銦源，制備出3DOM結構的In2O3。再將3DOM In2O3與HAuCl4混合，通過還原法制備出Au-3DOM In2O3。利用透射電鏡(TEM)，掃描電鏡(SEM)等觀察到負載后的復合材料仍具有較為完整的骨架結構，負載的金納米尺寸較為均一，約為5nm左右。通過EDS，ICP等表征手段對金納米顆粒的負載量進行了分析，實際負載0.39％。小尺寸的金納米顆粒與三維有序大孔結構的氧化銦結合，有效提升